(57)【要約】【課題】状態検知表示装置を一体に備えた鉛蓄電池において、鉛蓄電池本体と状態検知表示手段との接続部への電解液の這い上がりによる腐食を抑制することによりこの接続部における電気的接続および機械的固定の信頼性を向上させ、高温雰囲気下かつ、加振条件下で使用される自動車用鉛蓄電池においても精度の高い状態検知を可能とする。【解決手段】蓄電池端子を構成する鉛ブッシングから接続部を互いに対向するように突出させて設け、接続部の一部を蓋に設けた凹部に露出させ、凹部に状態検知表示手段を収納するとともに、状態検知表示手段に設けた検知端子と接続部とを接続する。凹部にはエポキシ樹脂系接着剤等の耐酸性封止剤を充填し、検知端子と接続部とを封止する。【選択図】図１
2005129338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極板群を収納した電槽の開口部を覆う蓋にインサート成型されたブッシングに前記極板群に設けた極柱を挿入し、前記ブッシングと極柱とを接合して形成した正極端子および負極端子を備え、前記ブッシングのインサート部には接続部を設け、この接続部の先端が前記蓋に設けた凹部内で露出するとともに、この凹部内に蓄電池電圧に基いて蓄電池の状態を検知し表示する状態検知表示手段を収納し、この状態検知表示手段と前記接続部の先端とを接続した鉛蓄電池において、
前記ブッシングに設けた接続部は互いに向き合っていて、
前記凹部と前記状態検知表示手段との間隙に封止剤が充填され、前記封止剤は少なくとも前記接続部と前記検知端子との接合部を封止したことを特徴とする鉛蓄電池。
【請求項２】
前記接続部の先端にはボルトもしくはナットがインサート成型され、前記検知端子と前記接続部とを、前記ボルトもしくはナットとこれに螺合する固定ナットもしくは固定ボルトで接合したことを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池。
【請求項３】
前記接続部の下面、もしくは下面と側面に突起部を設けたことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の鉛蓄電池。
【請求項４】
前記接続部は銅あるいはステンレス等の金属板で構成され、その一端はブッシングに埋め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池。
【請求項５】
前記接続部と前記蓋との間にシーリング層を介在させたことを特徴とする請求項４に記載の鉛蓄電池。
【請求項６】
前記蓋天面の前記凹部周囲と前記状態検知表示手段の表示部を除く天面を覆うシールを貼りつけたことを特徴とする請求項１、２、３、４もしくは５に記載の鉛蓄電池。
【請求項７】
前記シール表面に前記状態検知表示手段の注釈文を表示したことを特徴とする請求項６に記載の鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジン始動用電源として鉛蓄電池が長年来用いられている。車両を安全に運行する上でこれら鉛蓄電池の保守点検は不可欠である。このような保守点検作業の便宜を図るために、電解液の量や硫酸含有量を示すセンサー（バッテリーインジケータ）を蓄電池に設けたり、また、より簡便な構造として、適正な電解液量範囲を示す一対の液面線を電池外装に表示し、電池外装から透視した電解液面がこれらの液面線間に位置するかどうかで液面を判定することが行われている。
【０００３】
前記したようなバッテリーインジケータの一例としては特許文献１に示したような、電解液密度によって浮沈する浮き子を備えたものが知られている。この浮き子表面には着色処理がなされており、浮き子の位置に応じて、所定位置に設けた光反射層により、バッテリーインジケータ本体の上面表示面に浮き子の色を表示するものである。
【０００４】
このようなバッテリーインジケータを備えた鉛蓄電池では、バッテリーインジケータが示す液面位置情報に基き電解液への補水作業を行う。また、鉛蓄電池の放電状態によって電解液密度が変化するので、バッテリーインジケータが示す電解液密度が規定の状態よりも低い場合には、自己放電等、何らかの原因により蓄電池の放電が進行したと判定できる。したがって、作業者は必要に応じて蓄電池を補充電する等の保守作業を行うことができる。このようにバッテリーインジケータは電解液量および密度を測定することによって、鉛蓄電池の状態をある程度まで把握することが可能である。
【０００５】
しかしながら、単に電解液密度が低下したといった情報のみでは、その鉛蓄電池が単に放電状態にあり、補充電すれば容量が回復して再び使用可能であるのか、もしくは補充電しても回復しない程度まで劣化しているのかどうかの判別は困難である。また、電解液密度のみから鉛蓄電池の劣化の程度を判別したり、残存寿命の判定を行うことは非常に困難であった。
【０００６】
そこで、このような鉛蓄電池の劣化度や残存寿命を求める方法として電池電圧の挙動やインピーダンス等の各種パラメータから演算して求める方法が検討されてきている。例えば特許文献２には蓄電池電圧が予め定められた２点の電圧検出点を通過する時間を計測し、この時間によって電池寿命を判定する方法が示されている。
【０００７】
この特許文献２に示されたような状態検出装置は電池と一体に設けるか、もしくは車両側に設けることができる。電池電圧挙動やインピーダンスといった値は電池機種によって異なる。したがって、判定精度を高める観点から電池機種毎に判定条件を設定することが好ましく、必然的に電池と一体に状態検出装置を設けることが好ましい。
【０００８】
このような状態検出装置と一体に構成した鉛蓄電池の例として特許文献３が挙げられる。この特許文献３には状態検出装置としてデジタル電圧計を用い、蓄電池端子を構成する鉛ブッシングと一体に形成された正極・負極の補助端子にこのデジタル電圧計の接続片を接触させた構成が示されている。
【０００９】
一般に、自動車用の鉛蓄電池は車両走行に伴う振動に曝される。このような振動条件下で特許文献３に示されたような鉛蓄電池を使用した場合、振動によって補助端子と状態検出装置の接続片との間の接触抵抗が増加し、状態判定に支障をきたす場合があった。
【００１０】
また、車両用の鉛蓄電池は４０℃から８０℃といった高温雰囲気下で使用されるとともに、端子を構成する鉛ブッシングにはハーネスを取り付け時の締付けトルクによる応力が加わえられる。このような状態で鉛蓄電池を使用した場合、電解液中の硫酸分が鉛ブッシングに表面を這い上がり、補助端子と接続片が腐食してこれらの電気的接続を損なうことがあった。また、さらにはこの接続片を伝って硫酸分が状態検知装置の内部に浸透して内部の回路基板や電子部品を腐食することにより、状態検知装置が故障するといった課題があった。
【特許文献１】特開平６−２４３９００号公報
【特許文献２】特開平６−３３１７１３号公報
【特許文献３】特開昭５９−９４３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は前記したような状態検出装置を一体に備えた鉛蓄電池において、状態検出装置と電池本体間の接続部の信頼性を高めることにより、安定して精度の高い状態判定機能を有した鉛蓄電池を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記した課題を解決するために、本発明の請求項１の発明は、極板群を収納した電槽の開口部を覆う蓋にインサート成型されたブッシングに前記極板群に設けた極柱を挿入し、前記ブッシングと極柱とを接合して形成した正極端子および負極端子を備え、前記ブッシングのインサート部には接続部を設け、この接続部の先端が前記蓋に設けた凹部内で露出するとともに、この凹部内に蓄電池電圧に基いて蓄電池の状態を検知し表示する状態検知表示手段を収納し、この状態検知表示手段と前記接続部の先端とを接続した鉛蓄電池において、ブッシングに設けた接続部は互いに向き合って設けられ、前記凹部と前記状態検知表示手段との間隙に封止剤が充填され、前記封止剤は少なくとも前記接続部と前記検知端子との接合部を封止したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項２の発明は、請求項１の鉛蓄電池において、前記接続部の先端にボルトもしくはナットがインサート成型され、前記検知端子と前記接続部とを前記ボルトもしくは前記ナットとこれに螺合する固定ナットもしくは固定ボルトで接合したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項３の発明は、請求項１もしくは２の鉛蓄電池において、前記接続部の下面、もしくは下面と側面に突起部を設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、本発明の請求項４の発明は、請求項１の鉛蓄電池において、前記接続部は銅あるいはステンレス等の金属板とし、その一端はブッシングに埋め込まれていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項５の発明は、請求項４の鉛蓄電池において、前記接続部と前記蓋との間にシーリング層を介在させたことを特徴とするものである。
【００１７】
さらに、本発明の請求項６の発明は、請求項１、２、３、４もしくは５の鉛蓄電池において、前記蓋天面の前記凹部周囲と前記状態検知表示手段の表示部を除く天面を覆うシールを貼りつけたことを特徴とするものである。
【００１８】
そして、本発明の請求項７の発明は、請求項６の鉛蓄電池において、前記シール表面に前記状態表示手段の注釈文を表示したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
前記した本発明の構成により、状態検知とその表示機能を備えた状態検知表示手段を一体に備えた鉛蓄電池において、状態検知表示手段と電池本体間の接続部に発生する不具合、すなわち、接続抵抗の増加による状態検知表示手段の誤動作や漏洩電解液による接続部の腐食を抑制することにより、その動作を安定化させ、信頼性の高い状態検知および表示を行うことがができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態による鉛蓄電池（以下、蓄電池）を図面を用いて説明する。
【００２１】
本発明による電池１は極板群２を収納する電槽３を有し、電槽３の開口部を蓋４により覆っている。なお、電槽３は必要に応じ、隔壁５によって複数のセル室６に区画されている。蓋４には鉛合金製のブッシング７，７´がインサート成型されている。ブッシング７，７´にはそれぞれ極板群２に接続した正極柱８および負極柱８´が溶接され、それぞれ正極端子９および負極端子９´を構成している。
【００２２】
本発明の蓄電池１はブッシング７，７´の蓋４とのインサート部に接続部１０，１０´を有し、これら接続部１０，１０´の先端部１１，１１´が蓋４に設けた凹部１２において蓋４より露出し、互いに向き合っている。そして、凹部１２には蓄電池１の電池電圧に基いて蓄電池１の状態を検知し、かつその検知結果を表示するための表示部１９を備えた状態検知表示手段１３を収納されている。状態検知表示手段１３は電池電圧を入力するための検知端子１５，１５´を備えている。検知端子１５，１５´と先端部１１，１１´は電気的に接続され、検知端子１５，１５´に電池電圧が印加される。接続部１０，１０´は前記のようにそれぞれのブッシング７，７´から他方のブッシング７，７´に向けて突出させることにより、鉛ブッシング７，７´と検知端子１５，１５´間の接続距離をより短くでき、その分の材料費を削減できる。
【００２３】
状態検知表示手段１３は電池電圧に基いて電池の状態を検知する状態検知機能とその結果を表示するための表示機能とを備えている。状態検知機能として車両のエンジン始動時の大電流放電における電池電圧を計測し、この電圧値に応じて電池の劣化状態を検知する等、さまざまな方式のものを用いることができる。また、その表示は状態検知表示手段１３天面に検知結果に応じて点灯するＬＥＤ等（表示部１９）を配置することによって達成することができる。
【００２４】
本発明の蓄電池１では先端部１１，１１´と検知端子１５，１５´との電気的接続は接触ではなく、接合固定によって行われる。図１に示したように、先端部１１，１１´にボルト１６，１６´をインサート成型し、このボルト１６，１６´とこれに螺合する固定ナット１７，１７´により先端部１１，１１´と検知端子１５，１５´とを締付けて接続する。そして、凹部１２と状態検知表示手段１３との間隙に封止剤１８を流し込んで硬化させる。ここで封止剤１８として耐酸性を有したエポキシ系接着剤やポリプロピレン系樹脂のホットメルト剤を用いることができる。なお、図１では先端部１１，１１´にボルトをインサート成型した例を記載しているが、ボルトに替えてナットをインサート成型することももちろん可能である。
【００２５】
ここで封止剤１８は少なくとも先端部１１，１１´と検知端子１５，１５´との接合部を封止することが必要である。また、表示部１９を設けた天面部を除いた側面と底面と凹部１２間で封止することにより、状態検知表示手段１３を凹部１２により強固に固定することができる。したがって、蓄電池に振動が加わった場合でも、状態検知表示手段１３と電池１との電気的および機械的接続を十分に保持できる。また、さらに凹部１２に封止剤を充填することにより、電池外部に漏れ出た電解液が先端部１１，１１´や検知端子１５，１５´に付着し、これらが腐食を受けることを抑制できる。
【００２６】
ここで、本発明においては接続部１０，１０´の下面に突起部２０，２０´を設けることが好ましい。この突起部２０，２０´により、セル室６から接続部１０，１０´を経由して先端部１１，１１´に到るまでの経路長をより長くできる。これによりセル室６内の電解液が接続部１０，１０´の下面を這い上がり、先端部１１，１１´まで漏出して先端部１１，１１´や検知端子１５，１５´を腐食させることを抑制できる。また、この突起部２０，２０´は接続部１０，１０´の下面に加え、その側面にも設けることが電解液の這い上がりを抑制する上でより好ましい。
【００２７】
さらに、好ましい本発明の蓄電池として、図２に示したように、蓋４の天面の凹部１２周囲と状態検知表示手段１３の天面の表示部１９を除いた他の部分を覆うシール２１を貼りつける。シール２１は耐酸および耐水性コ−トを施したものを用いれば、凹部１２への電解液の付着が抑制され、状態検知表示手段１３と蓄電池１との接続部の信頼性をより向上させることができる。また、凹部１２を覆い隠すことによって、蓄電池１の外観を向上できる。
【００２８】
さらに、シール２１には表示部１９の注釈文２２を表示すれば、電池の使用者が状態表示を誤りなく読み取ることができる上で好ましい。なお、シール２１を貼りつける場合、封止剤１８の上面と蓋４の天面および状態検知表示手段１３の天面との間にシール２１を貼りつけるに不都合な段差が生じないよう、封止剤１８の充填量を調整する事が必要である。
【００２９】
図３は本発明の他の実施形態による電池３０の要部断面を示す図である。電池３０は前述の蓄電池１の接続部１０，１０´に替えて接続板３１，３１´を設けたものである。接続板３１，３１´の一端はインサート成型等により、ブッシング７，７´に埋め込まれている。また、接続板３１，３１´の他端は状態検知手段１３に設けた検知端子１５，１５´に電気的に接続される。図３ではハンダ３２によりこれらを接続した例を示した。
【００３０】
この接続板３１，３１´としては銅もしくは黄銅等の、鉛に比較して導電率が良好な金属板を用いることができる。また、接続板３１とブッシング７，７´との溶接性を高めるために、接続板３１，３１´として表面がＰｂ、より好ましくはＳｎあるいはＰｂ−Ｓｎ合金でめっきしたものを用いる。これらを表面にめっきすることにより、溶接性が高まる他、電池内部の硫酸分が這い上がった場合において接続板３１，３１´を構成する銅や黄銅が腐食を受けることを抑制できる。
【００３１】
また接続板３１，３１´の表面にシーリング層３３を形成することにより、接続板３１，３１´と蓋４との密着性を高め、前記したような接続板３１，３１´への硫酸分の這い上がりをより抑制することができる。このシーリング層３３としてエポキシ系樹脂、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤を用いることができる。特にシランカップリング剤は蓋４を構成するポリプロピレン樹脂との親和性も良好で、好ましい。そして接続板３１，３１´と検知端子１５，１５´との接合部、および状態検知表示手段１３は上面を除いた周囲が封止剤１８で封止されることによって、外部からの硫酸分の侵入を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の状態検知表示装置を一体に備えた鉛蓄電池は、鉛蓄電池と状態検知表示装置との接続部の信頼性を向上させることにより、長期間にわたって正確な電池の状態検知表示を提供できる。特に高温や振動といった苛酷な条件下で使用される自動車用鉛蓄電池においても使用者に電池の状態を正確に告知でき、電池の保守点検の作業性を簡便化できる上で好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の鉛蓄電池の要部断面を示す図
【図２】本発明の鉛蓄電池を示す図
【図３】本発明の他の鉛蓄電池の要部断面を示す図
【符号の説明】
【００３４】
１    蓄電池
２    極板群
３    電槽
４    蓋
５    隔壁
６    セル室
７，７´    ブッシング
８    正極柱
８´  負極柱
９    正極端子
９´  負極端子
１０，１０´  接続部
１１，１１´  先端部
１２    凹部
１３    状態検知表示手段
１５，１５´  検知端子
１６，１６´  ボルト
１７，１７´  固定ナット
１８    封止剤
１９    表示部
２０，２０´  突起部
２１    シール
２２    注釈文
３０    電池
３１，３１´    接続板
３２    ハンダ
３３    シーリング層
【図１】
2005129338.tif 000003
【図２】
2005129338.tif 000004
【図３】
2005129338.tif 000005